Question

2．某化学兴趣小组的同学向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸时，没有看到明显现象．
【提出问题】氢氧化钠与稀盐酸是否发生了化学反应？
【查阅资料】酸与碱发生中和反应会放出热量．
【实验设计】甲、乙、丙三位同学分别设计了如下表所示实验方案，请你帮他们完成实验报告．

同 学	实 验 操作	现  象
甲	将稀盐酸慢慢滴入加有酚酞的NaOH溶液，并不断搅拌	溶液颜色的变化是红色逐渐变浅直至褪去
乙		U型玻璃管中左边的红墨水液面下降（所加稀盐酸的体积忽略不计）
丙	用pH试纸pH试纸测定氢氧化钠溶液的pH，向其中滴加过量稀盐酸，再测定溶液的pH	最后溶液的pH＜＜（填“＞7”“＜7”或“=7”）

【结论】氢氧化钠与稀盐酸发生了化学反应．
【评价反思】你认为实验设计方案不合理的同学是乙，理由氢氧化钠固体溶于水也会放出热量．
【拓展应用】如图表示溶质质量分数为8%的氢氧化钠溶液遇20g某稀盐酸发生反应后溶液温度的变化情况．
（1）根据曲线判断，当加入氢氧化钠溶液的质量为20g时，反应恰好完全进行．
（2）当加入15g氢氧化钠溶液时，所得溶液中的溶质为NaCl和HCl（写化学式）．
（3）计算此稀盐酸中溶质的质量分数（写出计算过程）．

Answer 1

分析 酚酞试液遇到碱溶液变红，遇到中性溶液或酸性溶液不变色，所以氢氧化钠中滴加盐酸使，当把氢氧化钠反应完了，溶液就会变为无色，根据方程式的书写注意事项写出方程式；氢氧化钠固体溶于水会放出大量的热，由于热胀冷缩，所以U型玻璃管中左侧下降右侧上升；测定溶液的pH最简单的方法是使用pH试纸；中性溶液或酸性溶液都不能使酚酞试液变色；由于乙同学用的是氢氧化钠固体溶于水，由于氢氧化钠固体溶于水会放出热量，到底热量是氢氧化钠与盐酸反应放出的，还是氢氧化钠固体溶于水放出的，无法判断，所以说法错误；根据氢氧化钠与盐酸的反应进行分析，盐酸与氢氧化钠反应放出热量，二者恰好完全反应时放出的热量最多，当再加入氢氧化钠时，由于不再放出热量而氢氧化钠溶液的温度较低，溶液混合而导致温度下降，根据二者反应的化学方程式以及物质间的质量关系即可求得盐酸的溶质质量分数．

解答 解：【实验设计】酚酞试液遇到碱溶液变红，遇到中性溶液或酸性溶液不变色，所以氢氧化钠中滴加盐酸使，当把氢氧化钠反应完了，溶液就会变为无色；反应物是氢氧化钠和盐酸，生成物是氯化钠和水，所以方程式是：HCl+NaOH=NaCl+H₂O；
氢氧化钠固体溶于水会放出大量的热，氢氧化钠与盐酸反应也能放出热量，会导致瓶内温度升高，由于热胀冷缩，所以U型玻璃管中液面左侧下降右侧上升；
测定溶液的pH最简单的方法是使用pH试纸；中性溶液或酸性溶液都不能使酚酞试液变色所以最后所得溶液的pH值可能小于7，也可能等于7；
故填：红色逐渐变浅直至褪去；左；pH试纸；＜．
【评价反思】由于氢氧化钠固体溶于水会放出热量，到底热量是氢氧化钠与盐酸反应放出的，还是氢氧化钠固体溶于水放出的，无法判断，所以乙同学的实验现象不能说明氢氧化钠与盐酸发生了反应，故填：乙；氢氧化钠固体溶于水也会放出热量；
【拓展应用】：①根据曲线可以看出，加入氢氧化钠溶液的质量为20g时二者恰好完全反应，所以本题答案为：20g；
②根据曲线可以看出，加入氢氧化钠溶液的质量为20g时二者恰好完全反应，而15g氢氧化钠溶液时有剩余的盐酸．故答案为：HCl；
③设稀盐酸中溶质质量为x
NaOH+HCl═NaCl+H₂O
40        36.5
20g×8%     x     
$\frac{40}{20g×8%}$=$\frac{36.5}{x}$，x=1.46g
盐酸的质量分数$\frac{1.46g}{20g}$×100%=7.3%
答：稀盐酸的溶质质量分数为7.3%．

点评 本题是已设计的实验方案进行评价，以及自己设计实验方案的题目，要注意考虑所涉及物质的化学性质，据它们的化学性质来设计方案，这是我们解题的大方向．